ischange

Обнаружение резких изменений в данных

Свернуть все на странице

Синтаксис

TF = ischange(A)

TF = ischange(A,method)

TF = ischange(___,dim)

TF = ischange(___,Name,Value)

[TF,S1] = ischange(___)

[TF,S1,S2] = ischange(___)

Описание

пример

TF = ischange(A) возвращает логический массив, элементы которого равны 1 (true) когда происходит резкое изменение среднего значения соответствующих элементов A.

пример

TF = ischange(A,method) задает, как задать точку изменения в данных. Для примера, ischange(A,'variance') находит резкие изменения в отклонении элементов A.

пример

TF = ischange(___,dim) задает размерность A для работы с любым из предыдущих синтаксисов. Для примера, ischange(A,2) вычисляет точки изменения для каждой строки матрицы A.

пример

TF = ischange(___,Name,Value) задает дополнительные параметры для нахождения точек изменения с помощью одного или нескольких аргументов пары "имя-значение". Для примера, ischange(A,'MaxNumChanges',m) обнаруживает не более m изменить точки.

пример

[TF,S1] = ischange(___) также возвращает информацию о сегментах линии, находящихся между точками изменения. Для примера, [TF,S1] = ischange(A) возвращает вектор S1 содержащее среднее значение данных между точками изменения вектора A.

пример

[TF,S1,S2] = ischange(___) возвращает дополнительную информацию о сегментах линии, находящихся между точками изменения. Для примера, [TF,S1,S2] = ischange(A) возвращает вектор S1 который содержит среднее значение для каждого сегмента, а также вектор S2 который содержит отклонение для каждого сегмента вектора A.

Примеры

свернуть все

Изменение среднего

Открыть Live Script

Создайте вектор зашумленных данных и вычислите резкие изменения среднего значения данных.

A = [ones(1,5) 25*ones(1,5) 50*ones(1,5)] + rand(1,15);
TF = ischange(A)

TF = 1x15 logical array

   0   0   0   0   0   1   0   0   0   0   1   0   0   0   0

Чтобы вычислить среднее значение данных между точками изменения, задайте второй выходной аргумент.

[TF,S1] = ischange(A);
plot(A,'*')
hold on
stairs(S1)
legend('Data','Segment Mean','Location','NW')

Figure contains an axes. The axes contains 2 objects of type line, stair. These objects represent Data, Segment Mean.

Изменение линейного режима

Открыть Live Script

Создайте вектор зашумленных данных и вычислите резкие изменения наклона и точки пересечения данных. Установка большого порога обнаружения уменьшает количество точек изменения, обнаруженных из-за шума.

A = [zeros(1,100) 1:100 99:-1:50  50*ones(1,250)] + 10*rand(1,500);
[TF,S1,S2] = ischange(A,'linear','Threshold',200);
segline = S1.*(1:500) + S2;
plot(1:500,A,1:500,segline)              
legend('Data','Linear Regime')

Figure contains an axes. The axes contains 2 objects of type line. These objects represent Data, Linear Regime.

В качестве альтернативы предоставлению порогового значения можно также задать максимальное количество точек изменения для обнаружения.

[TF,S1,S2] = ischange(A,'linear','MaxNumChanges',3);

Матричные данные

Открыть Live Script

Вычислите резкие изменения среднего значения для каждой строки матрицы.

A = diag(25*ones(5,1)) + rand(5,5)

A = 5×5

   25.8147    0.0975    0.1576    0.1419    0.6557
    0.9058   25.2785    0.9706    0.4218    0.0357
    0.1270    0.5469   25.9572    0.9157    0.8491
    0.9134    0.9575    0.4854   25.7922    0.9340
    0.6324    0.9649    0.8003    0.9595   25.6787

TF = ischange(A,2)

TF = 5x5 logical array

   0   1   0   0   0
   0   1   1   0   0
   0   0   1   1   0
   0   0   0   1   1
   0   0   0   0   1

Входные параметры

свернуть все

`A` - Входные данные
вектор | матрица | многомерный массив | таблица | расписание

Входные данные, заданные как вектор, матрица, многомерный массив, таблица или timetable.

Типы данных: single | double | table | timetable

`method` - Изменение метода обнаружения
`'mean'` (по умолчанию) | `'variance'` | `'linear'`

Измените метод обнаружения, заданный как один из следующих:

'mean' - Найти резкие изменения в среднем значении данных.
'variance' - Обнаружение резких изменений в отклонении данных.
'linear' - Обнаружение резких изменений уклона и точка пересечения данных.

`dim` - Рабочая размерность
положительный целочисленный скаляр

Рабочая размерность, заданная как положительный целочисленный скаляр По умолчанию ischange действует вдоль первой размерности, размер которого не равен 1.

Для примера, если A является матрицей, тогда ischange(A,1) действует вдоль строк A, вычисление точек изменения для каждого столбца.

ischange(A,2) действует вдоль столбцов A, вычисление точек изменения для каждой строки.

Аргументы в виде пар имя-значение

Задайте необязательные разделенные разделенными запятой парами Name,Value аргументы. Name - имя аргумента и Value - соответствующее значение. Name должны находиться внутри кавычек. Можно задать несколько аргументов в виде пар имен и значений в любом порядке Name1,Value1,...,NameN,ValueN.

Пример: TF = ischange(A,'MaxNumChanges',5)

Опции данных

свернуть все

`'SamplePoints'` - Точки выборки
вектор

Точки выборки, заданные как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'SamplePoints' и вектор. Точки выборки представляют x местоположения данных в осях A, и должен быть отсортирован и содержать уникальные элементы. Точки выборки не нужно равномерно отбирать. Вектор точек выборки по умолчанию [1 2 3 ...].

Примечание

Эта пара "имя-значение" не поддерживается, когда входные данные являются timetable. В Timetables всегда используется вектор времени строки в качестве точек выборки. Чтобы использовать различные точки выборки, необходимо отредактировать расписание так, чтобы время в строке содержало требуемые точки выборки.

Пример: ischange([1 2 3 4 5 6],'linear','SamplePoints',[1 2 3 10 20 30])

Типы данных: single | double | datetime | duration

`'DataVariables'` - Табличные переменные для работы
скалярный вектор | | массив ячеек | указатель на функцию | таблица `vartype` индекс

Табличные переменные для работы, заданные как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'DataVariables' и один из опций в этой таблице. The 'DataVariables' значение указывает, какие переменные таблицы входа необходимо изучить на предмет точек изменения. Тип данных, сопоставленный с указанными переменными, должен быть double или single. Другие переменные в таблице, не заданные 'DataVariables' не работают, поэтому выходы содержат false значения для этих переменных.

Опция	Описание	Примеры
Имя переменной	Вектор символов или скалярная строка, задающая имя табличной переменной	`'Var1'` `"Var1"`
Вектор имен переменных	Массив ячеек из векторов символов или строковых массивов, где каждый элемент является именем табличной переменной	`{'Var1' 'Var2'}` `["Var1" "Var2"]`
Скаляр или вектор переменных индексов	Скаляр или вектор табличных переменных	`1` `[1 3 5]`
Логический вектор	Логический вектор, элементы которого каждый соответствуют табличной переменной, где `true` включает соответствующую переменную и `false` исключает его	`[true false true]`
Указатель на функцию	Указатель на функцию, который принимает табличную переменную как вход и возвращает логический скаляр	`@isnumeric`
`vartype` индекс	Индекс таблицы, сгенерированный `vartype` функция	`vartype('numeric')`

Пример: ischange(T,'DataVariables',["Var1" "Var2" "Var4"])

Изменение опций точки

свернуть все

`'Threshold'` - Изменение порога точки
1 (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Порог точки изменения, заданный как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'Threshold' и неотрицательный скаляр. Увеличение порога больше 1 создает меньше точек изменения.

Пороговое значение определяет количество обнаруженных точек изменения и не может быть задано когда 'MaxNumChanges' задан.

`'MaxNumChanges'` - Максимальное количество точек изменения
положительный целочисленный скаляр

Максимальное количество точек изменения для обнаружения, заданное как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'MaxNumChanges' и положительный целочисленный скаляр. ischange использует автоматический порог, который вычисляет не более заданного значения точек изменения, таким образом 'Threshold' не может быть задано, когда 'MaxNumChanges' задан.

Выходные аргументы

свернуть все

`TF` - Индикатор точки изменения
вектор | матрица | многомерный массив

Измените индикатор точки, вернитесь в виде вектора, матрицы или многомерного массива. TF - тот же размер, что и A.

Типы данных: logical

`S1` - Среднее значение или уклон
вектор | матрица | многомерный массив | таблица | расписание

Среднее значение или наклон данных между точками изменения, возвращенный в виде вектора, матрицы, многомерного массива, таблицы или timetable.

Если метод обнаружения точек изменения 'mean' или 'variance', затем S1 содержит среднее значение для каждого сегмента.
Если метод 'linear', затем S1 содержит уклон для каждого сегмента.

s1 имеет тот же тип и входные данные.

Типы данных: double | single | table | timetable

`S2` - Отклонение или точка пересечения
вектор | матрица | многомерный массив | таблица | расписание

Отклонение или точки пересечения данных между точками изменения, возвращенные в виде вектора, матрицы, многомерного массива, таблицы или timetable.

Если метод обнаружения точек изменения 'mean' или 'variance', затем S2 содержит отклонения для каждого сегмента.
Если метод 'linear', затем S2 содержит точку пересечения для каждого сегмента.

s2 имеет тот же тип и входные данные.

Типы данных: double | single | table | timetable

Подробнее о

свернуть все

Изменение точек

Вектор данных A содержит точку изменения, если его можно разделить на два сегмента _A1 и _A2 таким, что

$C (A_{1}) + C (A_{2}) + τ < C (A) .$

$τ$ - пороговое значение, заданное 'Threshold' параметр, и C представляет функцию затрат.

Например, функция затрат для обнаружения резких изменений в среднем $C (x) = N var (x)$ , где N - количество элементов в вектор x. Функция затрат измеряет, насколько хорошо сегмент аппроксимируется своим средним значением.

ischange итерационно минимизирует сумму функций затрат, чтобы определить количество точек изменения k и их местоположения, такие что

$C (A_{1}) + C (A_{2}) + ... + C (A_{k}) + k τ < C (A) .$

Ссылки

[1] Killick R., P. Fearnhead и I.A. Eckley. «Оптимальное обнаружение точек изменения с линейной вычислительной стоимостью». Журнал Американской статистической ассоциации. Том 107, № 500, 2012, стр. 1590-1598.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ MATLAB ®

Указания и ограничения по применению:

Для входных входов с одной точностью выход сгенерированного кода может не совпадать с MATLAB^® выход. Это связано с тем, что сгенерированный код для ischange выполняет большинство промежуточных расчетов с одинарной точностью.
DataVariables не должно содержать повторяющихся имен переменных.

См. также

Поиск точек изменения | islocalmax | islocalmin | isoutlier

Введенный в R2017b

Документация

ischange

Синтаксис

Описание

Примеры

Изменение среднего

Изменение линейного режима

Матричные данные

Входные параметры

`A` - Входные данные
вектор | матрица | многомерный массив | таблица | расписание

`method` - Изменение метода обнаружения
`'mean'` (по умолчанию) | `'variance'` | `'linear'`

`dim` - Рабочая размерность
положительный целочисленный скаляр

Аргументы в виде пар имя-значение

`'SamplePoints'` - Точки выборки
вектор

`'DataVariables'` - Табличные переменные для работы
скалярный вектор | | массив ячеек | указатель на функцию | таблица `vartype` индекс

`'Threshold'` - Изменение порога точки
1 (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

`'MaxNumChanges'` - Максимальное количество точек изменения
положительный целочисленный скаляр

Выходные аргументы

`TF` - Индикатор точки изменения
вектор | матрица | многомерный массив

`S1` - Среднее значение или уклон
вектор | матрица | многомерный массив | таблица | расписание

`S2` - Отклонение или точка пересечения
вектор | матрица | многомерный массив | таблица | расписание

Подробнее о

Изменение точек

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ MATLAB ®

См. также

Документация MATLAB

Поддержка

Документация

ischange

Синтаксис

Описание

Примеры

Изменение среднего

Изменение линейного режима

Матричные данные

Входные параметры

A - Входные данные вектор | матрица | многомерный массив | таблица | расписание

method - Изменение метода обнаружения 'mean' (по умолчанию) | 'variance' | 'linear'

dim - Рабочая размерность положительный целочисленный скаляр

Аргументы в виде пар имя-значение

'SamplePoints' - Точки выборки вектор

'DataVariables' - Табличные переменные для работы скалярный вектор | | массив ячеек | указатель на функцию | таблица vartype индекс

'Threshold' - Изменение порога точки 1 (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

'MaxNumChanges' - Максимальное количество точек изменения положительный целочисленный скаляр

Выходные аргументы

TF - Индикатор точки изменения вектор | матрица | многомерный массив

S1 - Среднее значение или уклон вектор | матрица | многомерный массив | таблица | расписание

S2 - Отклонение или точка пересечения вектор | матрица | многомерный массив | таблица | расписание

Подробнее о

Изменение точек

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + + Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ MATLAB ®

См. также

Документация MATLAB

Поддержка

`A` - Входные данные
вектор | матрица | многомерный массив | таблица | расписание

`method` - Изменение метода обнаружения
`'mean'` (по умолчанию) | `'variance'` | `'linear'`

`dim` - Рабочая размерность
положительный целочисленный скаляр

`'SamplePoints'` - Точки выборки
вектор

`'DataVariables'` - Табличные переменные для работы
скалярный вектор | | массив ячеек | указатель на функцию | таблица `vartype` индекс

`'Threshold'` - Изменение порога точки
1 (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

`'MaxNumChanges'` - Максимальное количество точек изменения
положительный целочисленный скаляр

`TF` - Индикатор точки изменения
вектор | матрица | многомерный массив

`S1` - Среднее значение или уклон
вектор | матрица | многомерный массив | таблица | расписание

`S2` - Отклонение или точка пересечения
вектор | матрица | многомерный массив | таблица | расписание

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ MATLAB ®